• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.160-166
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• 2014

액체로켓 엔진용 개폐밸브는 파일럿 공압으로 포핏을 열고 스프링 힘에 의해 닫음으로써 로켓엔진의 추진제 유량을 제어한다. 현재 개발 중인 엔진용 개폐밸브는 다이어프램 액추에이터에서 압력을 제거하면 닫히도록 설계되어 있다. 다이어프램을 설계하고 개발하기 위해 밸브가 열리고 닫히는 특성에 따라 수명을 분석할 필요가 있다. 밸브가 닫히기 시작하는 시점의 작동 유체의 압력을 결정하고, 포핏이 열리는 시점의 압력을 결정되어 힘평형이 설계되어 있다. 수명시험은 상온 유동에서 다이어프램부의 크랙에 의한 누설은 용접 부위에서 발생했다. 다이어프램 액추에이터의 작동 수명은 헬륨 파일럿 압력의 22 MPa 시험에서 61회이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.717-724
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• 2020

본 논문에서 액체로켓엔진용 연소기 산화제 개폐밸브로 사용되는 밸브 개방 자체유지가능형 포핏 밸브의 밸브 닫힘 작동특성에 대한 연구 내용을 소개하기로 한다. 상온 및 극저온 환경에서 밸브 닫힘 특성을 예측할 수 있는 수치해석 방법을 제시하였으며, 시험결과와의 비교를 통해 계산결과의 신뢰성을 검증하였다. 본 연구를 통해 상온 및 극저온 작동 환경에서 각각 구동가스 배출 시스템의 유효 유로 면적과 밸브 작동부에 작용하는 운용유체의 압력 분포가 밸브의 전반적인 닫힘 작동특성을 좌우하는 주요 변수인 것을 확인하였다. 또한 극저온 작동 환경에서 구동가스를 적절히 활용함으로써, 밸브 닫힘 압력을 유연하게 조정할 수 있을 뿐만 아니라 밸브 닫힘 속도 또한 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.108-117
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• 2013

가스발생기용 산화제 개폐밸브는 파일롯 공압으로 포핏을 열고 스프링 힘에 의해 닫음으로써 로켓엔진의 추진제 유량을 제어한다. 현재 개발 중인 산화제 개폐밸브는 액추에이터에서 압력을 제거하면 닫히도록 설계되어 있다. 그러므로 밸브의 성능을 평가하기 위해 밸브가 열리고 닫히는 특성에 따라 힘 평형 상태를 분석할 필요가 있다. 밸브가 닫히기 시작하는 시점의 작동 유체의 압력을 결정하고, 포핏이 열리는 시점의 압력을 결정되어 힘평형이 설계되어 있다. 인증시험 수준에서의 극저온 유동 시험 하에서 채터링 현상은 금속 기밀부에서 다량의 누설이 발생했다. 힘평형 계산을 이용한 산화제 밸브의 채터링이 발생된 시점의 압력은 약 11 bar로 예측 된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권6호
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• pp.559-566
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• 2011

본 연구에서는 적외선 윈도우의 냉각을 위해 포펫 밸브와 방사형 오리피스로 구성된 냉각장치 유로를 설계하였다. 필요한 냉각제의 양은 운용조건에 따라 달라지므로 포펫 행정거리에 따른 유동장의 유량과 윈도우 전후단 압력 변화를 유동해석을 통해 예측하고 실험을 통해 이를 확인하였다. 설계된 포펫과 방사형 오리피스 유로는 윈도우 냉각에 필요한 유량을 공급하며 윈도우 구조 강도를 만족하도록 내부 압력을 낮추고 적외선 이미지 신호의 왜곡이 없도록 아음속으로 유지하여 요구 조건을 충족시켰다. 실험으로 측정된 유량을 이용하여 윈도우에서의 송출계수와 2차원 해석결과 사이의 보정계수를 확인하였으며 이를 냉각장치의 유량제어에 사용하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.1-9
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• 2010

가스발생기용 연료개폐밸브는 파일롯 공압으로 포핏을 열고 스프링 힘에 의해 닫음으로써 로켓엔진의 연료 유량을 제어한다. 현재 개발 중인 가스발생기 연료개폐밸브는 액추에이터에서 압력이 제거되더라도 유로부에 해당 압력이 존재한다면 스스로 열림을 유지하는 방식으로 설계되어 있다. 밸브의 성능을 평가하기 위해 밸브가 열리고 닫히는 특성에 따라 힘 평형 상태를 분석할 필요가 있다. 이를 위하여 밸브의 포핏이 열리기 위한 파일롯 압력과 닫히기 위한 유로부 압력을 힘 평형에 의해 조절되도록 설계하였다. 또한, 사용 소프트웨어 인 AMESim을 이용하여 동적 모델을 구성하였고 Fluent CFD 해석을 통해 밸브의 고유유량계수를 구해보았다. 예측과 해석을 통해 획득 된 결과들은 실험 결과와 비교하였고, 밸브의 동적 거동을 실험을 통해 확인하였다.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.1-6
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• 2006

The pressure regulator which is used for controlling the reducing pressure in the piezoelectrically driven pneumatic valve has been studied. The pneumatic valve of this study object is 2-stage type and consists of a piezoelectric actuator, a controller, a poppet valve and a pressure regulator. Nominal flow of 50 lpm, maximum operating pressure of 0.9MPa and frequency characteristic of 10Hz and over are required in this pneumatic valve, but the pressure regulator is needed because piezoelectric actuator has no ability to control the pressure of 0.9MPa directly. In this study, bimorph type PZT actuator of $25.2mm(L){\times}7.2mm(W){\times}0.5mm(H)$ with constant of $-220{\times}10-12$ CN-1 was proposed and investigated. Maximum operating force of 0.052 N and maximum displacement of $63{\mu}m$ were gotten from the fabricated PZT actuator. From the analysis results, the orifice diameter of 0.6mm for a piezoelectric actuator was derived and then the pressure regulator which can be operated under 0.15 MPa easily was designed and manufactured. Performance and effects of design parameters were simulated by the Simulink of Matlab software, and it was confirmed that the performance characteristics of manufactured pressure regulator are superior in the common use pressure range of 0.5 MPa to 0.7 MPa. The results show that the proposed pressure regulator is suitable for the pneumatic valve with a PZT actuator.

• 연구논문집
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• 통권28호
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• pp.49-58
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• 1998

포핏밸브형 2행정 기관의 소기 시스템 형상 변화에 따른 소기유동 및 소기효율의 개선 효과를 해석하기 위해, 각 흡기포트 형상별 소기 유동 가시화와 소기효율 정량화 연구를 수행하고자 한다. 소기시스템의 형상은 기계연구원에서 독자 개발한 RSSV(Rotatable Shrouded Scavenging Valve)의 슈라우드 각도를 변화시켰으며, 소기 효율 정량화를 위해 정상상태하에서 등유와 착색된 물을 사용한 single-cycle method. 동적모사장치(dynamic simulatior)에서 $CO_2$와 $O_2$가스를 사용한 가스추출법(gas sampling method)을 적용하였으며 실제 기관에서의 소기 효율을 측정하기 위해 압력 선도를 해석하였다. 위 실험들의 결과로부터 $90^circ$슈라우드 밸브가 가장 높은 효율을 가지는 것으로 판명되었으며, 특히 이들 실험방법들은 2행정 엔진 개발에 있어 시간과 비용을 절감하는데 아주 유용한 기법임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1149-1164
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• 1997

In this study, the applicability of the RNG k-.epsilon. model to the analysis of the complex flows is studied. The governing equations based on a non-orthogonal coordinate formulation with Cartesian velocity components are used and discretized by the finite volume method with non-staggered variable arrangements. The predicted results using the RNG k-.epsilon. model of three complex flows, i.e., the flow over a backward-facing step and a blunt flat plate, the flow around a 2D model car are compared to these from the standard k-.epsilon. model and experimental data. That of the unsteady axisymmetric turbulent flow within a cylinder of reciprocating model engine including port/valve assembly and the spray characteristics within a chamber of direct injection model engine are compared to these from the standard k-.epsilon. model and experimental data. The results of reattachment length, separated eddy size, average surface pressure distribution using the RNG k-.epsilon. model show more reasonable trends comparing with the experimental data than those using the modified k-.epsilon. model. Although the predicted rms velocity using the modified k-.epsilon. model is lower considerably than the experimental data in incylinder flow with poppet valve, predicted axial and radial velocity distributions at the valve exit and in-cylinder region show good agreements with the experimental data. The spray tip penetration predicted using the RNG k-.epsilon. model is more close to the experimental data than that using the modified k-.epsilon. model. The application of the RNG k-.epsilon. model seems to have some potential for the simulations of the unsteady turbulent flow within a port/valve-cylinder assembly and the spray characteristics over the modified k-.epsilon. model.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권3호
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• pp.345-357
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• 2006

By employing the concept of equivalent linkage, this paper presents an analytical method for analyzing the mechanical errors of disk cam mechanisms with a flat-faced follower. The resulting error equations do not really involve the location of the curvature center of the cam profile, and locating the curvature center of the cam profile is not essential. The resulting errors are significantly affected by the pressure angle, and the smaller pressure angle will result in the smaller mechanical error. In the worst case, owing to the joined effects of various design parameters, the accuracy of the follower motion may degrade considerably. For the oscillating follower case, all acceleration error functions have a sudden change at every beginning and at every end of the motion even though the theoretical follower displacement is cycloidal motion.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.10-21
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• 1996

In this study, as a strategy to improve shift characteristics, the authors developed a new style pressure modulator which can reduce shock torque during power shift by modulating the pattern of pressure increase in the cylinder for actuating the clutch. The remarkable merits of this new pressure modulator lie in its structural simplicity and durability, because the modulator is only composed of a poppet type valve and a few orifices. The usefulness of the new pressure modulator is confirmed by experiments and numerical analyses on a clutch control hydraulic system simplified for easy test. Also, the excellency of the transmission with the new pressure modulator is verified by experiments on a test bench for simulating the running power train of an excavator.